Đồ thị có hướng không chu trình, gọi tắt là DAG, là một công cụ mô hình hóa và tổ chức dữ liệu thường được dùng trong lĩnh vực tiền mã hóa.
Khác với blockchain vốn được tạo thành từ các khối, DAG có đỉnh và cạnh. Theo đó, mỗi giao dịch crypto được ghi lại dưới dạng một đỉnh, và các giao dịch này chồng lên nhau. Tuy vậy, giống như blockchain, giao dịch cũng được gửi vào DAG thông qua các node. Node phải hoàn thành các nhiệm vụ proof-of-work (PoW) thì mới được gửi một giao dịch lên.
Về cơ bản, nếu hệ thống blockchain trông giống một sợi dây xích thì hệ thống DAG lại giống một đồ thị. Hiện tại, giới công nghệ nhìn nhận mô hình DAG như một ứng viên có thể thay thế blockchain trong tương lai, nhờ khả năng lưu trữ dữ liệu và xử lý giao dịch trực tuyến hiệu quả hơn.
Mô hình DAG được xem là một lời giải tiềm năng cho bài toán phi tập trung hiện nay của crypto. Với mô hình này, thợ đào sẽ không còn phải tranh nhau tạo khối mới để gắn vào chuỗi.
Vì các node được dựng đồng thời, giao dịch cũng được xử lý nhanh hơn. Các nhà phát triển đang dõi theo DAG như một giải pháp tốt hơn, an toàn hơn, có thể cải thiện đáng kể tính tiện dụng của mạng lưới một khi nó mở rộng được quy mô.
DAG hoạt động như thế nào?
Như đã nói, đồ thị có hướng không chu trình lưu trữ dữ liệu hiệu quả hơn. Cấu trúc của nó giống một cái cây, với các node liên kết với nhau đóng vai trò "cành".
Vì mỗi node có thể có nhiều hơn một node cha, mô hình này cho phép nhiều giao dịch được xác nhận cùng lúc. Lý do là người dùng không phải chờ giao dịch này xong mới xử lý được giao dịch kia.
Trong một đồ thị có hướng không chu trình, mỗi giao dịch mới phải tham chiếu tới những giao dịch trước đó thì mới được mạng lưới chấp nhận. Chuyện này chẳng khác gì việc các khối trên blockchain cũng tham chiếu tới khối trước. Nguyên lý đằng sau là: một giao dịch chỉ thực sự được xác nhận khi có giao dịch khác tham chiếu tới nó, và cứ thế tiếp tục.
Trong DAG, mỗi đỉnh tương ứng với một giao dịch. Không có khối, nên cũng chẳng cần đào. Giao dịch chồng lên nhau thay vì được gom vào từng khối. Và như đã nói ở trên, nhiệm vụ proof-of-work được thực hiện mỗi khi một node gửi giao dịch, nhằm xác nhận các giao dịch trước đó và ngăn spam.
Theo mặc định, trong một đồng tiền mã hóa dựa trên DAG, giao dịch mới được dựng chồng lên giao dịch cũ. Khác biệt chính so với blockchain là trong DAG, ta có thể tham chiếu tới nhiều giao dịch cùng lúc chứ không phải lần lượt từng cái một.
Một số hệ thống có thuật toán chọn ra các "tip", tức những giao dịch để xây tiếp lên, dựa trên trọng số tích lũy (hay số lượt xác nhận dẫn tới tip đó).
Cơ chế chống chi tiêu hai lần trong DAG hoạt động bằng cách các node xác nhận những giao dịch cũ hơn, thông qua việc lần ngược đường đi về tới giao dịch đầu tiên của DAG. Cách này xác định được người gửi có đủ số dư hay không. Nếu người dùng xây tiếp trên một nhánh không hợp lệ, giao dịch của họ có nguy cơ bị bỏ qua.
Những xung đột phát sinh từ nhiều nhánh khác nhau sẽ được giải quyết bằng thuật toán chọn lựa, ưu tiên những tip có trọng số tích lũy nặng hơn.
DAG được dùng để làm gì?
Mô hình DAG cố gắng xử lý hai điểm yếu bị chỉ ra của công nghệ blockchain, cụ thể là tính phi tập trung và khả năng mở rộng. Nó cũng nhắm tới việc cải thiện tính an toàn và mức độ dễ dùng.
Bằng cách nào?
- Trên blockchain Bitcoin hay nền tảng Ethereum, thợ đào chỉ có thể tạo từng khối một. Vì vậy, giao dịch mới chỉ được xác nhận khi giao dịch trước đó đã hoàn tất. Mô hình DAG bỏ hẳn các khối này và thêm giao dịch trực tiếp vào sổ cái.
Khi bỏ khối đi, mô hình DAG cũng không cần đào nữa. Điều đó đồng nghĩa mạng lưới tiêu tốn ít điện hơn. DAG còn có vài lợi ích khác, chẳng hạn:
- Tốc độ giao dịch cao, không bị kìm chân bởi việc tạo khối
- Không có thợ đào nghĩa là cũng không có phí giao dịch
- Tiêu thụ ít năng lượng hơn và thân thiện với môi trường hơn so với đào coin
Tuy nhiên, ở thời điểm hiện tại, việc dùng DAG trong crypto vẫn đang ở giai đoạn sơ khai. Khác với blockchain, DAG chưa thực sự phi tập trung hoàn toàn. Vì vậy, nó chủ yếu được dùng để khởi động các mạng lưới, chứ chưa phải là nền tảng để dựng nên một hệ thống ổn định.
Những đồng crypto nào dùng DAG?
Đã có thời không ai hình dung nổi tiền mã hóa mà không có blockchain. Nhưng với mô hình DAG, một số đồng coin đã được xây dựng thành công trên công nghệ này.
Vài cái tên tiêu biểu là Obyte, IOTA và Nano. Dù còn khá mới, cấu trúc DAG cho thấy tiềm năng rất lớn. Như đã nói, một số dự án đã dùng nó thành công. Nổi bật nhất là:
Obyte
Obyte, hay ByteBall, là đồng tiền mã hóa hoàn toàn độc lập với blockchain nhờ triển khai cấu trúc DAG. Dù vậy, giao dịch trên Obyte vẫn có phí.
Lý do là mạng Obyte dùng hệ thống validator cho phép kiểm tra chéo các giao dịch. Nó vận hành bằng thuật toán đồng thuận dựa trên nhân chứng. Những nhân chứng này là các bên đáng tin cậy, đóng vai trò validator.
Obyte cũng hỗ trợ giao dịch không thể truy vết cũng như các hợp đồng thông minh.
IOTA
IOTA, viết tắt của Internet of Things Applications, triển khai mạng "blockchain không khối" của mình vào năm 2016. Ý tưởng đằng sau IOTA là mọi người dùng đều trở thành thợ đào. Chẳng hạn, để xác nhận một giao dịch, người dùng phải kiểm tra hai giao dịch khác.
IOTA dùng một mạng lưới gồm các node và các tangle, tức những cụm node, giúp quá trình xác nhận nhanh và hiệu quả hơn.
Mọi người dùng đều góp một lượng nhỏ sức mạnh tính toán để duy trì mạng lưới, và ai cũng tham gia vào việc tạo đồng thuận. Nhờ đó, mạng lưới vừa rất phi tập trung vừa có khả năng mở rộng.
Giao dịch gần như không mất phí, vì vậy IOTA được xem là lựa chọn tiết kiệm cho các khoản thanh toán siêu nhỏ.
Nano
Nano cũng là một đồng tiền mã hóa chạy trên hệ thống DAG. Nano có những blockchain độc lập được nối với nhau qua các node, và cấu trúc này được gọi là block-lattice. Trên thực tế, đó là sự pha trộn giữa DAG và blockchain.
Mỗi người dùng có một ví và một blockchain riêng. Chỉ chính người dùng đó mới thay đổi được ví/blockchain của mình. Giao dịch chỉ hoàn tất khi cả người gửi lẫn người nhận đều thực hiện thao tác trên blockchain riêng của họ.
Nano mang tới cho người dùng mức phí giao dịch bằng không cùng tốc độ giao dịch rất cao.
Vai trò của DAG trong blockchain là gì?
DAG có thể xem là một lựa chọn thay thế khả dĩ cho blockchain, dù nó vẫn cần được tinh chỉnh thêm. Mô hình DAG hướng tới việc xử lý những vấn đề quen thuộc của công nghệ blockchain như chi phí, tốc độ và khả năng mở rộng.
Thực tế, cả hai công nghệ đều ghi giao dịch lên một sổ cái điện tử và cùng hướng tới một mục tiêu. Điểm khác biệt chủ yếu nằm ở cấu trúc mà mỗi mô hình dùng để lưu dữ liệu.
DAG và blockchain
Cả blockchain lẫn DAG đều ghi giao dịch lên một sổ cái phân tán, nhưng bằng những cách khác nhau.
Dưới đây là bảng đối chiếu nhanh ưu nhược điểm của hai bên:
Ưu điểm của DAG
- Phù hợp với các giao dịch siêu nhỏ và khối lượng giao dịch lớn
- Không cần tới thiết bị đào
- Phí có thể giảm đáng kể
- Tiêu thụ ít năng lượng hơn
Nhược điểm của DAG
- Dễ bị tấn công khi khối lượng giao dịch còn thấp
- Vẫn ở giai đoạn đầu; chưa đạt được mức độ phi tập trung đáng kể
Ưu điểm của blockchain
- Đã được kiểm chứng và được dùng rộng rãi bởi những đồng coin như Bitcoin và Ethereum
- Minh bạch, không thể sửa đổi, độ an toàn rất cao
- Tiết kiệm chi phí cho các giao dịch giá trị lớn
Nhược điểm của blockchain
- Đòi hỏi nhiều dung lượng lưu trữ và băng thông mạng
- Tiêu thụ rất nhiều điện năng
- Phí giao dịch cao
Rốt cuộc, chọn mô hình nào còn tùy vào mục tiêu kinh doanh của mỗi người. Như đã phân tích, mỗi mô hình đều có điểm mạnh và điểm yếu, và tùy nhu cầu của bạn mà cái này có thể phù hợp hơn cái kia.